利用恩智浦LIN收發(fā)器，為MCU建立可擴展的網(wǎng)絡(luò )！

LIN總線(xiàn)系統是一種低成本的單線(xiàn)制方案，因此在車(chē)身領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應用并不令人感到驚訝。典型的LIN應用 (如座椅控制、照明和方向盤(pán)) 正在催生更多對更小材料開(kāi)銷(xiāo)和更低系統成本的需求。

恩智浦最新的智能QUAD LIN收發(fā)器SJA1124為汽車(chē)電子控制單元 (ECU) 提供了一種將LIN總線(xiàn)連接到MCU的創(chuàng )新方法，以滿(mǎn)足上述需求。

隨著(zhù)LIN總線(xiàn)的廣泛使用，每個(gè)應用的LIN通道數量也在增加。與LIN節點(diǎn)的數量增加不同的是，這些應用的空間和物料清單通常會(huì )縮減以節省成本。恩智浦SJA1124 QUAD LIN收發(fā)器，具有集成的指令終端、LIN控制器和SPI轉LIN網(wǎng)橋。這些功能為應用網(wǎng)絡(luò )和MCU選項提供可擴展性和靈活性，帶來(lái)多種優(yōu)勢。

降低物料清單和成本

傳統的LIN指令終端由附加的分立組件構成，例如一個(gè)或兩個(gè)上拉電阻和一個(gè)二極管。也就是說(shuō)，一個(gè)四通道LIN指令應用最多需要八個(gè)上拉電阻和四個(gè)二極管，將占用大量的板上空間。

圖1為傳統的LIN指令終端布局。為了減輕客戶(hù)負擔，恩智浦的T/SJA1124集成了LIN指令終止功能，并集成了高邊開(kāi)關(guān)來(lái)防止LIN接地短路。圖2顯示了恩智浦的T/SJA1124如何作為L(cháng)IN指令工作，并由于內置指令的終止而保存物料清單。

圖1：常規LIN指令終止的示例

獲得更多靈活性和可擴展性

需要的IO引腳較少：每個(gè)LIN通道至少需要兩個(gè)引腳：TXD (傳輸引腳) 和RXD (接收引腳)。此外，可能需要一個(gè)或多個(gè)模式控制引腳，以將LIN收發(fā)器模式從低功耗模式切換到正常模式，反之亦然。因此，對于具有多個(gè)LIN通道的應用，所需引腳的數量至少會(huì )增加2倍。對于八通道LIN應用，需要超過(guò)16個(gè)引腳。如果MCU引腳數已經(jīng)很關(guān)鍵，則多LIN通道所需的大量引腳可能會(huì )迫使選擇具有更多引腳且更昂貴的MCU版本(如有)，但并非總是如此。這導致BOM以及系統成本顯著(zhù)增加。

內置LIN控制器：作為片上外設的一部分，內置LIN協(xié)議控制器的可用數量通常取決于MCU系列的性能等級。也就是說(shuō)，性能等級越低，MCU內集成的LIN控制器就越少。在多數LIN應用(如座椅開(kāi)關(guān)、窗戶(hù)和車(chē)頂控制)中，MCU通常是低端的，引腳數和LIN控制器有限。

圖2：內置LIN指令終止的示例

集成LIN控制器和SPI-LIN高效通信

如果LIN協(xié)議控制器可以移入LIN收發(fā)器怎么辦？將LIN協(xié)議控制器集成到LIN收發(fā)器設備中，可以消除MCU和LIN收發(fā)器之間的TXD和RXD信號。相反，可以使用外設的標準MCU接口，例如SPI。像恩智浦的SJA1124一樣，這種LIN設備一側具有SPI，而另一側具有LIN總線(xiàn)接口，被稱(chēng)為“SPI轉LIN網(wǎng)橋”。

通過(guò)恩智浦SJA1124的集成LIN協(xié)議控制器和SPI轉LIN網(wǎng)橋，客戶(hù)可以隨意使用任意數量的LIN通道，并選擇任何連接的MCU。下圖3舉例說(shuō)明在多個(gè)SJA1124應用中如何使用SPI轉LIN網(wǎng)橋。

LIN數據通信通過(guò)SPI實(shí)現，恩智浦SJA1124將SPI輸入收到的傳輸數據流轉換成LIN總線(xiàn)上的LIN命令幀。LIN總線(xiàn)上的數據流可以通過(guò)SPI讀取。完整的LIN幀可以在一個(gè)SPI操作中傳輸。如圖3中的示例所示，8個(gè)LIN通道可以使用兩個(gè)SJA1124來(lái)構建。在這種配置下，SPI通信只需要5個(gè)MCU引腳 (時(shí)鐘、數據輸入、數據輸出、芯片選擇1和芯片選擇2)，而傳統LIN設備則需要超過(guò)16個(gè)引腳。

圖3：兩個(gè)SJA1124應用示例

將SPI轉LIN網(wǎng)橋作為多個(gè)LIN通道的MCU接口可以將重點(diǎn)放在SPI性能上，因為它可能會(huì )成為L(cháng)IN數據流的挑戰。換句話(huà)說(shuō)，SPI運行時(shí)可能是限制數據吞吐量的因素。但是，SPI運行時(shí)取決于特定硬件 (MCU和SPI轉LIN網(wǎng)橋) 和軟件實(shí)現 (SPI處理程序/驅動(dòng)程序)。通過(guò)MCU的SPI接口和軟件實(shí)現，可以更好地管理這種挑戰。

綜上所述，恩智浦SJA1124為任何MCU處理大量LIN指令通道提供了很好的解決方案。它提供了更靈活、更可擴展的可節省成本和空間的解決方案。

本文作者

Rainer Evers是一名恩智浦的系統工程師，擁有20多年的半導體行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗。在職業(yè)生涯中，他曾效力于恩智浦半導體和其前身飛利浦半導體，主要致力于研究汽車(chē)CAN、LIN和以太網(wǎng)收發(fā)器。擔任職務(wù)期間，他負責定義收發(fā)器產(chǎn)品，并作為專(zhuān)家代表恩智浦在ISO和SAE參與LIN標準化。

本文作者

Weibo Qiu是恩智浦的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理，負責LIN產(chǎn)品組合及市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)工作。在擔任LIN的營(yíng)銷(xiāo)職務(wù)之前，Weibo還花了一年在汽車(chē)雷達研發(fā)小組工作，專(zhuān)門(mén)研究雷達傳播模擬。Weibo擁有埃因霍溫理工大學(xué) (TU Eindhoven) 和柏林工大(TU Berlin)的嵌入式系統碩士學(xué)位。